CN214848918U - 一种电池模组结构和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组结构和汽车，属于电池技术领域。电池模组结构，包括：电芯组，所述电芯组设置有多个电芯；端板，所述电芯组的两端设置有所述端板；承载框组件，包括PTC加热底板和两个相对平行设置的侧板，两个所述侧板连接于所述PTC加热底板的两侧并形成安装腔，所述电芯组设置于所述安装腔内。对电芯组的底部均匀加热，满足电芯预热需求，电芯组处于最优的工作温度范围；增设PTC加热底板，电池模组结构底部的承载能力得到加强，提高了电池模组结构整体的刚度，延长了电池模组结构的使用寿命。

Description

一种电池模组结构和汽车

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组结构和汽车。

背景技术

随着新能源产业的快速发展，磷酸铁锂电池广泛的用于电动汽车行业，磷酸铁锂电池系统多采用模组成组的方式完成系统的集成。

对于磷酸铁锂电池模组，电芯之间采用结构胶连接固定，然后通过两端的端板和两侧的侧板，通过钢带施加预紧力集成模组，模组本身没有集成热管理功能。由于电池温度控制对于电池的性能有很大的影响，电池在合理的温度范围内使用时的寿命比较长，可靠性高。特别是对于磷酸锂电池来说，温度高低对于动力电池的整体性能，包括电池的容量、功率。充放电效率、安全性和寿命等都有着非常显著的影响，因此需要对电池进行预热，才能保持电池的性能。

针对工程机械的细分领域，电池模组有热管理的应用需求，因此集成PTC的模组显得愈发重要。现有的集成PTC加热功能的模组，通常设置在电池模组的两侧，虽然提高了内部电芯的加热速度，但是容易造成外部先加热，内部后加热，导致内部各个电芯受热不均匀，严重时造成电芯内外受热膨胀不同，容易使电芯胀裂短路；除此之外，模组长度过长时，存在整体刚度偏弱的情况，在一定程度上影响电池系统的可靠性。

为此，亟需提供一种电池模组结构和汽车以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种电池模组结构和汽车，集成加热功能，既保证电池系统受热均匀，处于最优的工作温度范围，又提高整体刚度，提高电池系统的使用寿命。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种电池模组结构，包括：

电芯组，所述电芯组设置有多个电芯；

端板，所述电芯组的两端设置有所述端板；

承载框组件，包括PTC加热底板和两个相对平行设置的侧板，两个所述侧板连接于所述PTC加热底板的两侧并形成安装腔，所述电芯组设置于所述安装腔内。

作为电池模组结构的可选方案，所述PTC加热底板远离所述电芯组的一侧设置有安装通道，所述安装通道沿所述PTC加热底板的长度方向延伸，用于安装PTC加热材料。

作为电池模组结构的可选方案，所述PTC加热底板远离所述电芯组的一侧设置有加强筋，所述加强筋与所述安装通道相互平行。

作为电池模组结构的可选方案，所述电池模组结构还包括导热胶，所述导热胶设置于所述电芯组和所述PTC加热底板之间。

作为电池模组结构的可选方案，PTC加热底板与两个所述侧板焊接。

作为电池模组结构的可选方案，所述电池模组结构还包括第一钢带，所述第一钢带箍设于所述侧板的外壁面和所述端板的下半部分。

作为电池模组结构的可选方案，所述电池模组结构还包括第二钢带，所述第二钢带箍设于所述端板的上半部分。

作为电池模组结构的可选方案，所述电池模组结构还包括汇流排，所述电芯组与所述汇流排电连接。

作为电池模组结构的可选方案，所述电池模组结构还包括温度传感器和电池管理模块，所述温度传感器设置于所述PTC加热底板和所述汇流排上，且所述温度传感器与所述电池管理模块电连接。

本实用新型的另一个目的在于提供一种汽车，该汽车的电池模组结构集成加热功能，既保证电池系统受热均匀，处于最优的工作温度范围，又提高整体刚度，延长汽车的行驶里程。

一种汽车，包括车轮轴、动力电机和如上所述的电池模组结构任一技术方案，所述动力电机与所述电池模组结构电连接，所述动力电机与所述车轮轴传动连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的，能够覆盖多个电芯，以同时对电芯进行加热，较小电芯之间的温差，有效提升电芯温度的均匀性，延长使用寿命。

本实用新型所提供的电池模组结构，PTC加热底板和两个相对平行设置的侧板形成安装腔，电芯组设置在安装腔内，端板设置在电芯组的两端，通过PTC加热底板与电芯组的底部接触，实现对电芯组的底部均匀加热，满足电芯预热需求，电芯组处于最优的工作温度范围；增设PTC加热底板，电池模组结构底部的承载能力得到加强，提高了电池模组结构整体的刚度，延长了电池模组结构的使用寿命。

本实用新型所提供的汽车，该汽车电池模组结构始终处于最优的温度范围，延长了汽车的最长行驶里程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中电池模组结构的装配示意图；

图2为本实用新型实施例中电池模组结构的爆炸示意图；

图3为本实用新型实施例中承载框组件的结构示意图；

图4为图3中A处的局部放大图。

附图标记：

1、电芯组；11、电芯；2、端板；3、承载框组件；4、第一钢带；5、第二钢带；6、汇流排；7、PP膜；

31、PTC加热底板；311、安装通道；312、加强筋；32、侧板；33、安装腔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

PTC发热体采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成，热阻小，换热效率高。在安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起火灾等安全隐患。

以下结合图1至图4对本实施例的具体内容进行详细描述。如图1至图3所示，本实施例提供了一种电池模组结构，该电池模组结构包括电芯组1、端板2、承载框组件3，电芯组1设置有多个电芯，电芯为磷酸铁锂电池，多个电芯11之间采用结构胶固定。电芯组1的两端分别设置安装有端板2。承载框组件3包括PTC加热底板31和两个相对平行设置的侧板32，两个侧板32连接于PTC加热底板31的两侧并形成安装腔33，电芯组1设置在安装腔33内。在其他本实施例中，电芯组1和PTC加热底板31之间夹设有阻燃绝缘泡棉。电芯组1的顶部设置有PP膜7，隔绝外界的干扰。PTC加热底板31为板状结构，沿长度方向延伸，增大与电芯11的接触面积，对电芯组1进行有效加热。

简而言之，本实施例所提供的电池模组结构，PTC加热底板31和两个相对平行设置的侧板32形成安装腔33，电芯组1设置在安装腔33内，端板2设置在电芯组1的两端，通过PTC加热底板31与电芯组1的底部接触，实现对电芯组1的底部均匀加热，满足电芯预热需求，电芯组1处于最优的工作温度范围；增设PTC加热底板31，电池模组结构底部的承载能力得到加强，提高了电池模组结构整体的刚度，延长了电池模组结构的使用寿命。

进一步地，PTC加热底板31远离电芯组1的一侧设置有安装通道311，安装通道311内部中空且截面呈椭圆形，安装通道311沿PTC加热底板31的长度方向延伸，用于安装PTC加热材料。本实施例中，PTC加热底板31采用铝合金材质制成，

进一步地，PTC加热底板31远离电芯组1的一侧设置有加强筋312，加强筋312与安装通道311相互平行。增设加强筋312，进一步提高PTC加热底板31的刚度。本实施例中，加强筋312、PTC加热底板31和安装通道311为一体化结构。减少零部件安装，简化工艺，提高生产效率，一体化设置可以使外壳结构紧凑，提高系统集成化程度，减轻模组整体重量，便于达到模组能量密度及轻量化目标。

进一步地，电池模组结构还包括导热胶，导热胶设置于电芯组1和PTC加热底板31之间。导热胶的导热效率高，减少热量散失，电芯组1可以得到快速加热，进一步保证电芯组1处于最优的温度范围。

进一步地，PTC加热底板31与两个侧板32焊接呈U型，两个侧板32与PTC加热底板31通过焊接稳固连接，提高承载框组件3的整体结构强度，还可以提升安装过程中的便利性。

进一步地，电池模组结构还包括第一钢带4，第一钢带4箍设于侧板32的外壁面和端板2的下半部分。安装在安装腔33内的电芯组1由于第一钢带4的进一步扎紧，电芯组1的下半部分安装更加牢固。

进一步地，电池模组结构还包括第二钢带5，第二钢带5箍设于端板2的上半部分。电芯组1的上半部分安装更加牢固。

进一步地，电池模组结构还包括汇流排6，电芯组1与汇流排6电连接，便于后续的电源管理和使用。

进一步地，电池模组结构还包括温度传感器和电池管理模块，电池管理模块即BMS模块，温度传感器设置于PTC加热底板31和汇流排6上，且温度传感器与电池管理模块电连接，电池管理模块根据温度传感器的检测数据控制PTC加热底板31的工作，进行使电芯组1始终处于最优的温度范围，在PTC加热底板31地底部设置一个温度传感器，在汇流排6上设置三个温度传感器。具体地，电池管理模块内置模糊PID控制器，用于控制PTC加热底板31的工作。BMS模块通过温度传感器采集电池模组结构的实时温度，判断进行采集的实时温度与设定温度的比较，即当实时温度不大于25摄氏度时，启动PTC加热底板31。

本实施例还提供了一种汽车，该汽车包括车轮轴、动力电机和电池模组结构，动力电机与电池模组结构电连接，动力电机与车轮轴传动连接。电池模组结构始终处于最优的温度范围，延长汽车的最长行驶里程。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电池模组结构，其特征在于，包括：

电芯组(1)，所述电芯组(1)设置有多个电芯(11)；

端板(2)，所述电芯组(1)的两端设置有所述端板(2)；

承载框组件(3)，包括PTC加热底板(31)和两个相对平行设置的侧板(32)，两个所述侧板(32)连接于所述PTC加热底板(31)的两侧并形成安装腔(33)，所述电芯组(1)设置于所述安装腔(33)内。

2.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述PTC加热底板(31)远离所述电芯组(1)的一侧设置有安装通道(311)，所述安装通道(311)沿所述PTC加热底板(31)的长度方向延伸，用于安装PTC加热材料。

3.根据权利要求2所述的电池模组结构，其特征在于，所述PTC加热底板(31)远离所述电芯组(1)的一侧设置有加强筋(312)，所述加强筋(312)与所述安装通道(311)相互平行。

4.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述电池模组结构还包括导热胶，所述导热胶设置于所述电芯组(1)和所述PTC加热底板(31)之间。

5.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，PTC加热底板(31)与两个所述侧板(32)焊接。

6.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述电池模组结构还包括第一钢带(4)，所述第一钢带(4)箍设于所述侧板(32)的外壁面和所述端板(2)的下半部分。

7.根据权利要求6所述的电池模组结构，其特征在于，所述电池模组结构还包括第二钢带(5)，所述第二钢带(5)箍设于所述端板(2)的上半部分。

8.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述电池模组结构还包括汇流排(6)，所述电芯组(1)与所述汇流排(6)电连接。

9.根据权利要求8所述的电池模组结构，其特征在于，所述电池模组结构还包括温度传感器和电池管理模块，所述温度传感器设置于所述PTC加热底板(31)和所述汇流排(6)上，且所述温度传感器与所述电池管理模块电连接。

10.一种汽车，其特征在于，包括车轮轴、动力电机和如权利要求1-9任一项所述的电池模组结构，所述动力电机与所述电池模组结构电连接，所述动力电机与所述车轮轴传动连接。

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